สมาคมดาราศาสตร์ไทย

ฉางเอ๋อ-1 เผยแผนที่ไมโครเวฟของดวงจันทร์ฉบับแรก

ฉางเอ๋อ-1 เผยแผนที่ไมโครเวฟของดวงจันทร์ฉบับแรก

15 ต.ค. 2553
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
ยานฉางเอ๋อ-2 ของจีนได้ทะยานขึ้นจากโลก เพื่อมุ่งหน้าสู่ดวงจันทร์แล้วตั้งแต่วันที่ ตุลาคมที่ผ่านมา ก่อนการปล่อยยานฉางเอ๋อ-2 เพียงไม่กี่วัน นักวิทยาศาสตร์จีนได้เปิดเผยผลงานชิ้นโบว์แดงชิ้นหนึ่งของฉางเอ๋อ-1 ต่อที่ประชุมวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ยุโรปที่โรม นั่นคือแผนที่ไมโครเวฟทั่วดวงจันทร์ที่สมบูรณ์ที่สุดเท่าที่เคยมีการทำมา 
ยานฉางเอ๋อ-1 เป็นยานสำรวจดวงจันทร์ลำแรกของจีน ยานนี้ติดตั้งอุปกรณ์หลักแปดตัว เช่น กล้องสเตอริโอ กล้องนี้ได้สร้างผลงานชิ้นเยี่ยมขึ้นมา นั่นคือ ภาพถ่ายดวงจันทร์ทั่วดวงที่มีคุณภาพสูงและแม่นยำมาก เครื่องตรวจจับไอออนลมสุริยะ (SWID--Solar Wind Ion Detector) เครื่องนี้ได้ค้นพบการเร่งของโปรตอนในลมสุริยะที่กระเจิงออกมาใกล้รอยต่อที่ขั้วดวงจันทร์ และล่าสุด ลูนาร์ไมโครเวฟเรดิโอมิเตอร์ (MRM--Lunar Microwave Radiometer) ได้สร้างแผนที่ดวงจันทร์ในย่านความถี่ไมโครเวฟทั่วทั้งดวงได้เป็นครั้งแรก
แผนที่ไมโครเวฟมีความสำคัญมากในการสำรวจดวงจันทร์ เพราะคลื่นไมโครเวฟมีสมบัติพิเศษในการตรวจวัดการเปล่งรังสีจากใต้พื้นดวงจันทร์ลึกหลายสิบเมตร ซึ่งการสำรวจในย่านความถี่อื่นทำไม่ได้ ส่วนการสำรวจไมโครเวฟจากพื้นโลกก็สำรวจได้เพียงด้านใกล้ (ด้านที่หันเข้าหาโลก) เพียงด้านเดียวเท่านั้น และความแม่นยำในการวัดแสงบริเวณของก็ไม่ดี ดังนั้นการสำรวจจากยานโคจรอย่างฉางเอ๋อ-1 เท่านั้นจึงเป็นวิธีที่ดีที่สุด
ฉางเอ๋อมีข้อได้เปรียบหลายอย่าง ยานลำนี้โคจรรอบดวงจันทร์ในแนวขั้ว นั่นคือผ่านขั้วเหนือและใต้ของดวงจันทร์ทุกรอบ จึงอยู่ในตำแหน่งที่มองพื้นผิวดวงจันทร์ทุกตารางนิ้วจากใต้ยาน และอายุการใช้งานของยานที่ยาวนานถึง 494 วัน ทำให้ไม่เพียงแต่สำรวจได้ทั่วทั้งดวงเท่านั้น แต่ยังวัดซ้ำจุดเดิมได้ถึงแปดรอบ ครอบคลุมทั้งเวลากลางวันและกลางคืน ข้อมูลที่ได้จากฉางเอ๋อจึงถือว่ามีค่ามหาศาลในการศึกษาฝุ่นดวงจันทร์ที่ปกคลุมพื้นที่ส่วนใหญ่บนดวงจันทร์ซึ่งเกิดจากการพุ่งชนของอุกกาบาต
ฉางเอ๋อ-1 สำรวจดวงจันทร์อยู่ในวงโคจรด้วยความสูง 200 กิโลเมตรเหนือพื้นผิว ทำให้มีข้อได้เปรียบด้านความละเอียดหรือกำลังแยกภาพเหนือการสำรวจในย่านไมโครเวฟจากพื้นโลกหลายเท่า แต่สิ่งที่โดดเด่นสำหรับฉางเอ๋อ-1 ก็คือความไว 0.5 เคลวิน และพิสัยการวัดที่กว้างตั้งแต่ 20-500 เคลวิน ทำให้ข้อมูลจากฉางเอ๋ออยู่ในขั้นสุดยอดไร้เทียมทาน 
เอ็มอาร์เอ็มของฉางเอ๋อ-1 ได้วัดการเปล่งรังสีไมโครเวฟในสามย่านความถี่ ได้แก่ 3, 7.8, 19.35 และ 37 กิกะเฮิรตซ์ รังสีย่านความถี่สูงเกิดจากพื้นผิวและลึกลงไปไม่มากเพียงระดับเซนติเมตร ส่วนความถี่ต่ำจะมาจากชั้นใต้ดินที่อยู่ลึกลงไป ซึ่งอาจลึกถึงหลายเมตร การที่ข้อมูลในย่านความถี่ไมโครเวฟมีความสามารถในการมองทะลุทะลวงเช่นนี้  จึงเหมาะที่จะใช้ศึกษาสมบัติทางอุณหฟิสิกส์ของฝุ่นดวงจันทร์ หาความลึกของชั้นฝุ่น ข้อมูลนี้มีประโยชน์ในการประเมินการกระจายของฮีเลียม ซึ่งอาจใช้เป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์สำหรับผลิตพลังงานเพื่อใช้บนดวงจันทร์ในอนาคตได้ เชื่อกันว่าฮีเลียม มีต้นกำเนิดมาจากดวงอาทิตย์ ถูกพัดมากับลมสุริยะจนมาฝังแน่นอยู่รวมกับฝุ่นดวงจันทร์ 
ภารกิจของ ฉางเอ๋อ-2 ส่วนหนึ่งคือบุกเบิกเทคโนโลยีในการลงจอดของยานรุ่นต่อไป ส่วนฉางเอ๋อ-3 เป็นภารกิจถัดไปที่จะนำกล้องโทรทรรศน์ไปตั้งไว้บนดวงจันทร์ จีนมีแผนที่จะส่งมนุษย์ไปเหยียบดวงจันทร์ก่อนปี 2563
แผนที่ภาพสีแปลง แสดงอุณหภูมิด้านกลางวันของดวงจันทร์ ถ่ายโดยยานฉางเอ๋อ-1 ของจีนที่ย่านความถี่ 37 กิกะเฮิร์ซ

แผนที่ภาพสีแปลง แสดงอุณหภูมิด้านกลางวันของดวงจันทร์ ถ่ายโดยยานฉางเอ๋อ-1 ของจีนที่ย่านความถี่ 37 กิกะเฮิร์ซ (จาก Europlanet Media Centre)

ยานฉางเอ๋อ-1

ยานฉางเอ๋อ-1

ที่มา: